Який супутник Сатурна має щільну атмосферу. Далекий супутник Титан: сюрприз або чергова загадка Сонячної системи

Титан - один з найбільш цікавих супутників сонячної системи. Своєю схожістю із Землею він привертає уваги безлічі вчених і наукових організацій, І зараз робляться активні кроки до його подальшого вивчення.

1. Титан - другий за величиною після Ганімеда супутник в Сонячній системі, а також найбільший супутник Сатурна (див. Цікаві факти про Сатурні).
2. У Титана дуже щільна атмосфера.
3. На поверхні Титана є річки і озера, тільки вони наповнені не водою, а сжіжённимі етаном і метаном.
4. Атмосфера Титана складається в основному з азоту і метану.
5. У 2005 році зонд "Гюйгенс", відокремившись від безпілотного апарату «Кассіні», здійснив м'яку посадку на поверхню Титана. «Гюйгенс» передав на землю фотографії та запис шуму вітру.
6. Титан вдвічі більше Меркурія по діаметру, але вдвічі легше.
7. У Титана немає магнітного поля.
8. Висота гір на Титані не перевищує декількох сотень метрів.
9. На Титані йдуть метанові дощі.
10. Титан завжди звернений до Сатурна однією і тією ж стороною.
11. Небо на Титані жовто-оранжевого кольору.
12. Температура на поверхні Титана складає близько -170 градусів Цельсія.
13. На Титані завжди дмуть сильні вітри, особливо у верхніх шарах атмосфери. Бурі і урагани тут - не рідкість.
14. Під поверхнею Титана існує рідкий океан дуже солоної води з домішкою аміаку.
15. На Титані є кріовулкани, які викидають суміш води і різних вуглеців.
16. Вчені припускають, що на Титані цілком можуть існувати метанопродуцірующіе бактерії.
17. Титан на 80% важче Місяця. На нього припадає 95% маси всіх супутників Сатурна.
18. Існує гіпотеза, що Титан колись був захоплений тяжінням Сатурна і став його супутником (див. Факти про супутники планет).
19. Атмосфера Титана в десять разів товщі земної. Вона простягається на більш ніж чотири сотні кілометрів у висоту.
20. Атмосферний тиск на поверхні Титана складає півтора земних.
21. Поверхня Титана неможливо спостерігати з космосу в оптичному діапазоні через щільних хмар.
22. У «Гюйгенса» на зниження і посадку на парашутах пішло два з половиною години.
23. На Титані немає яскраво виражених ударних кратерів, що говорить про його геологічної активності.

Довгий час вважалося, що наша блакитна планета - єдине місце в Сонячній системі, де є умови для існування форм життя. Насправді виявляється, що ближній космос є не таким вже і неживим. Сьогодні можна сміливо стверджувати - в межах досяжності землян є світи багато в чому схожі з нашою рідною планетою. Про це свідчать цікаві факти, Отримані в результаті досліджень околиць газових гігантів Юпітера і Сатурна. Безумовно, там немає річок і озер з прозорою і чистою водою, а на безкрайніх рівнинах НЕ зеленіє трава, але за певних умов людство могло б зайнятися їх освоєнням. Одним з таких об'єктів в Сонячній системі є Титан - найбільший супутник Сатурна.

Подання найбільшого супутника Сатурна

Титан сьогодні турбує і займає розуми астрономічної спільноти, хоча зовсім недавно на це небесне тіло, як і на інші подібні об'єкти Сонячної системи, ми дивилися без особливого ентузіазму. Тільки завдяки польотам міжпланетних космічних зондів виявилося, що на даному небесному тілі існує рідка матерія. Виявляється, недалеко від нас існує світ з морями і океанами, з твердою поверхнею, оповитою щільною атмосферою, Дуже нагадує за будовою земну повітряну оболонку. Розміри супутника Сатурна теж вражають. Його діаметр становить 5152 км, на 273 км. більше ніж у Меркурія - першої планети Сонячної системи.

Раніше вважалося, що діаметр Титана складає 5550 км. Більш точні дані про розміри супутника були отримані вже в наш час, завдяки польотам космічного апарату «Вояджер-1» і місії зонда "Кассіні-Гюйгенс». Перший апарат зумів виявити на супутнику щільну атмосферу, а експедиція АМС «Кассіні» дозволила виміряти товщину повітряно-газової оболонки, яка становить більше 400 км.

Маса Титана - 1,3452 · 10²³ кг. За цим показником він поступається Меркурію, як і по щільності. Далеке небесне тіло має низьку щільність - всього 1,8798 г / см ³. Ці дані свідчать на користь того, що будова супутника Сатурна істотно відрізняється від будови планет земної групи, які на порядок масивніше і важче. В системі Сатурна - це найбільше небесне тіло, маса якого становить 95% маси інших 61 відомих місяців газового гіганта.

Вдало і розташування найбільшої Титана. Він біжить по орбіті радіусом 1 221 870 км зі швидкістю 5,57 км / с і перебуває поза кілець Сатурна. Орбіта у цього небесного тіла має практично кругову форму і знаходиться в одній площині з екватором Сатурна. Період обертання Титана навколо материнської планети становить майже 16 діб. Причому в цьому аспекті Титан ідентичний з нашої Місяцем, що здійснює обертання навколо власної осі синхронно зі своїм господарем. Супутник завжди повернений до материнської планеті однією стороною. Орбітальні характеристики найбільшого місяця Сатурну забезпечують на ній зміну пір року, проте зважаючи на значну віддаленість цієї системи від Сонця, пори року на Титані досить тривалі. Останній літній сезон на Титані закінчився в 2009 році.

Своїми розмірами і масою він схожа на два інших найбільших супутника Сонячної системи - Ганімед і Каллісто. Такі великі розміри свідчать про планетарну теорії походження цих небесних тіл. Підтверджує це і поверхню супутника, на якій присутні сліди активної вулканічної діяльності, що є характерною особливістю планет земної групи.

Вперше фото поверхні супутника Сатурна вдалося отримати за допомогою зонда "Гюйгенс", благополучно опустився на поверхню цього небесного об'єкта 14 січня 2005 року. Вже побіжний погляд на знімки давав всі підстави вважати, що перед землянами відкривається новий загадковий світ, що живе своїм космічним життям. Це не Місяць, млява і пустельна. Це світ вулканів і метанових озер. Допускається, що під поверхнею знаходиться великий океан, можливо складається з рідкого аміаку або з води.

Посадка «Гюйгенса»

Історія відкриття Титана

Вперше про існування супутників Сатурна здогадувався ще Галілей. Не маючи технічної можливості спостерігати настільки віддалені об'єкти, Галілей передбачав їх існування. Тільки Гюйгенс, у якого вже був потужний телескоп, здатний в 50 разів збільшувати об'єкти, приступив до дослідження Сатурна. Саме йому вдалося виявити настільки велике небесне тіло, що обертається навколо окільцьованими газового гіганта. Відбулася ця подія в 1655 році.

Однак з назвою нового небесного тіла довелося почекати. Спочатку вчені сходилися на думці дати відкритого небесному тілу назву на честь його відкривача. Після того, як італієць Кассіні відкрив ще й інші супутники газового гіганта, зійшлися на думці нумерувати нові небесні тіла системи Сатурна.

Ця ідея не отримала продовження, так як згодом були відкриті і інші об'єкти в околицях Сатурна.

Позначення, яке ми використовуємо сьогодні, було запропоновано англійцем Джоном Гершелем. Зійшлися на думці, що найбільш великі супутники повинні носити міфологічні назви. Завдяки своїм розмірам Титан виявився першим в цьому списку. Решта сім великих супутників Сатурна отримали назви, співзвучні іменах титанів.

Атмосфера Титана і її особливості

Серед небесних тіл Сонячної системи Титан володіє чи не найцікавішою повітряної оболонкою. Атмосфера супутника виявилася на ділі щільним шаром хмар, які довгий час заважали отримати візуальний доступ до самої поверхні небесного тіла. Щільність повітряно-газового шару настільки велика, що у поверхні Титана атмосферний тиск в 1,6 раз вище земних параметрів. У порівнянні із земною повітряної оболонкою, атмосфера на Титані має значну товщину.

Основним компонентом титанової атмосфери є азот, частка якого становить 98,4%. Приблизно 1,6% припадають на аргон і метан, які в основному знаходяться у верхніх шарах повітряної оболонки. За допомогою космічних зондів в складі атмосфери були виявлені і інші газоподібні сполуки:

• ацетилен;
• метилацетилен;
• диацетилу;
• етан;
• пропан;
• вуглекислий газ.

У малих кількостях присутній ціан, гелій і чадний газ. Кисню у вільному вигляді в атмосфері Титана не виявлено.

Незважаючи на таку високу щільність повітряно-газової оболонки супутника, відсутність сильного магнітного поля відбивається на стані поверхневих шарів атмосфери. Верхні шари атмосфери піддаються впливу сонячного вітру і космічної радіації. Азот (N) під впливом цих факторів вступає в реакцію, утворюючи цілий ряд цікавих азотосодержащих з'єднань. Велика частина деяких з'єднань осідає на поверхню супутника, надаючи їй злегка оранжевий відтінок. Цікава й історія з метаном. Його склад в атмосфері Титана стабільний, хоча через зовнішнього впливу цей легкий газ міг би вже давно зникнути.

Розглядаючи атмосферу супутника по верствам, можна помітити цікаву деталь. Повітряна оболонка на Титані розтягнута в висоту і чітко розділена на два шари - приповерхневих і висотний. Тропосфера починається на висоті 35 км. і закінчується тропопаузою на висотах в 50 км. Тут присутні стабільно низькі температури -170⁰ С. Далі, з висотою температура знижується до позначки -120 градусів Цельсія. Іоносфера у Титана починається на висоті 1000-1200 км.

Передбачається, що такий склад атмосфери Титана обумовлений його активною вулканічним минулим. Насичені парами аміаку повітряні шари під впливом космічного ультрафіолету розклалися на азот і водень, а інші компоненти є наслідком фізико-хімічних реакцій. Як важчий, азот опустився і став основним компонентом титанової атмосфери. Водень ж через слабкі сил гравітації супутника випарувався в космічний простір.

Шари атмосфери Титана, взаємодія її хімічного складу з магнітним полем небесного тіла сприяють тому, що на супутнику присутній власний клімат. Сезони на Титані змінюються подібно земним порами року. У той час коли одна сторона супутника звернена до Сонця, Титан занурюється в літо. У його атмосфері бушують шторми і урагани. Нагріваються сонячним світлом повітряні прошарки знаходяться в постійній конвекції, породжуючи сильні вітри і значні переміщення хмарних мас. На висотах 30 км швидкість вітрів сягає 30 м / с. Чим вище, тим турбулентність повітряних мас інтенсивніше і потужніше. На відміну від Землі, хмарні маси на Титані сконцентровані в полярних областях.

Концентрація метану в верхніх шарах атмосфери пояснює підвищення температури на поверхні супутника внаслідок парникового ефекту. Однак наявність в складі повітряних мас органічних молекул дозволяє ультрафіолету вільно проникати в обидві сторони, охолоджуючи поверхневий шар титанової кори. Температура поверхні становить -180⁰С. Різниця між температурами на полюсах і на екваторі незначна - всього 3 градуси.

Високий тиск і низькі температури сприяють тому, що молекули води в атмосфері супутника повністю випаровуються (вимерзають).

Будова супутника: від зовнішньої оболонки до ядра

Припущення і здогадки про будову такого великого небесного тіла в основному будувалися на даних земних оптичних спостережень. Щільна атмосфера Титана схиляла вчених в сторону гіпотези про газовий склад супутника, на кшталт складу материнської планети. Однак після польотів космічних зондів «Піонер-11» і «Вояджер-2» стало зрозуміло, ми маємо справу з небесним тілом, структура якого тверда і стійка.

Сьогодні вважається, що Титан має кору, подібну земний. Діаметр ядра - орієнтовно 3400 км, що становить більше половини діаметра небесного тіла. Між ядром і корою існує крижана прошарок, яка відрізняється за своїм складом. Ймовірно, на певних глибинах лід трансформується в рідку структуру. Порівняння знімків, зроблених з борту АМС «Кассіні» з різницею в два роки, вказали на наявність зміщення поверхневого шару супутника. Ця інформація дала вченими привід вважати, що поверхня супутника спочиває на рідкої прошарку, яка складається з води і розчиненої аміаку. Зсув кори викликано взаємодією гравітаційних сил і циркуляцією атмосфери.

За своїм складом Титан - це з'єднання льоду і силікатних порід в рівних пропорціях, що дуже схоже на внутрішню будову Ганімеда і Тритона. Однак в силу наявності щільної повітряної оболонки, будова супутника має свої відмінності і специфіку.

Головні особливості далекого супутника

Вже тільки одне наявність у Титана атмосфери робить його унікальним і цікавим для подальшого вивчення. Інша справа, що головною родзинкою далекого супутника Сатурна є наявність на ньому великих об'ємів рідини. Для цієї невдалої планети характерні озера і моря, в яких замість води плескалися хвилі метану і етану. Супутник має на поверхні скупчення космічного льоду, Який зобов'язаний своїм походженням воді і аміаку.

Доказом існування на поверхні Титана рідкої матерії стали знімки величезного басейну, по площі перевищує розміри Каспійського моря. Величезне море рідких вуглеводнів отримало назву море Кракена. За своїм складом це величезний природний резервуар зріджених газів: етану, пропану і метану. Інший крупний скупчення рідини на Титані - море Лігеі. Більшість озер зосереджено в північній півкулі Титана, що збільшує в рази відображає здатність далекого небесного тіла. Після місії «Кассіні» стало ясно, що поверхня на 30-40% покрита рідкою матерією, яка зібралася в природних морях і озерах.

Така величезна кількість метану і етану, які перебувають в замороженому стані, сприяє розвитку певних форм життя. Ні, це не будуть звичні земні організми, проте в таких умовах живі організми на Титані можуть мати місце. На супутнику досить компонентів і хімічних речовин для освіти організмів і їх подальшого існування.

Хронологія сучасних досліджень Титана

Починалося все зі скромною місії американського зонда «Піонер-11», який зумів в 1979 році дати вченими перші знімки далекого супутника. Довгий час інформація, отримана з борту «Піонера», мало цікавила астрофізиків. Прогрес у вивченні околиць Сатурна настав після візитів в цю область Сонячної системи "Вояджер", які дали більш детальні знімки супутника, зроблені з відстані в 5000 км. Вчені отримали більш точні дані про розміри цього гіганта, знайшла своє підтвердження версія про існування щільної атмосфери супутника.

Політ «Піонера»

Інфрачервоні знімки, зроблені з борту космічного телескопа «Хаблл», надали вченим інформацію про склад атмосфери супутника. Вперше були виявлені на планетарному диску світлі і темні області, природа яких залишалася невідомою. Вперше народилася теорія про те, що поверхня Титану покрита в деяких місцях льодом, який збільшує відображає здатність небесного тіла.

Успіх в області досліджень прийшов разом з інформацією, отриманою з борту автоматичної міжпланетної станції «Кассіні». Розпочата в 1997 році місія «Кассіні» виступає загальної розробкою ЄКА в НАСА. Основним напрямком досліджень став Сатурн, проте не залишилися без уваги і його супутники. Так для вивчення Титана в програму польоту був включений етап посадки на поверхню супутника Сатурна зонда «Гюйгенс». Цей апарат, створений зусиллями фахівців НАСА і італійського космічного агентства, команда якого вирішила відзначити, таким чином, ювілей свого славного співвітчизника Джованні Кассіні, повинен був опуститися на поверхню Титана.

«Кассіні» на орбіті Сатурна

Протягом 4 років тривала робота «Кассіні» в околицях Сатурна. За цей час АМС пролетіла двадцять разів поблизу Титана, постійно отримуючи нові дані про супутнику і про його поведінку. Уже одна посадка зонда "Гюйгенс" на Титан, яка відбулася 14 березня 2007 року, вважається грандіозним успіхом всієї місії. Незважаючи на це, з огляду на технічні можливості станції «Кассіні» і її великий потенціал, було прийнято рішення продовжити дослідження Сатурна і його супутників до 2017 року.

Політ «Кассіні» і посадка апарату "Гюйгенс" надали вченим вичерпну інформацію про те, яким насправді є Титан. Фотознімки та відеозйомка поверхні супутника Сатурна показали, що верхні шари кори - суміш бруду і газового льоду. Основними фрагментами грунту є камені і галька. Ландшафт Титана являє собою чергування твердих піднесених ділянок з низовинами. Під час приземлення робилися знімки ландшафту, на яких чітко відзначалися русла річок і берегова лінія.

Фото Титана з борта «Гюйгенса»

Титан сьогодні і завтра

Чим закінчиться подальше вивчення найбільшого супутника, невідомо. Передбачається, що створені в земних лабораторіях умови, подібні до тих, які існують на Титані, проллють світло на версію про можливість існування форм життя. Польоти космічних зондів в цю область космосу поки не плануються. Отримана інформація є достатньою для того, щоб змоделювати Титан в земних умовах. Наскільки ці дослідження будуть корисні, покаже час. Залишається тільки чекати і сподіватися на те, що Титан розкриє надалі свої таємниці, даючи надію на своє освоєння.

Титан - найбільший супутник Сатурна (діаметр - 5150 км) і єдиний супутник Сонячної системи з щільною атмосферою, через яку неможливо спостерігати поверхню цього супутника. Тиск у поверхні приблизно в 1,6 рази перевищує тиск земної атмосфери. Температура - мінус 170-180 ° C. Титан більше планети Меркурій, хоча і поступається йому за масою. Сила тяжіння на ній становить приблизно одну сьому земної.

Основні відомості про цю загадкову супутнику були отримані зовсім недавно за допомогою апарату Huygens, який увійшов в щільну атмосферу Титана і сіл на його поверхню в 2005 році.

будова

Титан має склад приблизно такий же, як і більшість супутників планет-гігантів - приблизно половина льоду і стільки ж гірських порід. Ймовірно ядро \u200b\u200bкам'яне діаметром 3400 км, поверх якого утворено кілька шарів льоду різного ступеня кристалізації. Половина маси скельних порід містять калій. Передбачається, що на поверхні можуть бути метанові ключі, в яких беруть свій початок метанові річки. Вчені припускають, що запаси метану на поверхні Титана повинні постійно відновлюватись з якогось невідомого джерела всередині супутника Сатурна, тобто метан постійно руйнується в результаті фотохімічних процесів у верхніх шарах атмосфери. Т.ч. його нинішня кількість зникне через 20 млн. років. Якщо метан, що спостерігається сьогодні, є тільки залишком набагато більшої кількості цього газу, який до теперішнього часу майже зник, ставлення ізотопів вуглецю в молекулах CH4 має бути близьким до того, що вимірюється для азоту і кисню (на Землі). Оскільки це не спостерігається, метан повинен постійно відновлюватись. Одним з джерел метану може бути вулканічна активність.

атмосфера

Як вже було сказано, Титан має щільну атмосферу, товщиною в кілька сот кілометрів. На 95% складається з азоту. Таким чином, Титан і Земля - \u200b\u200bєдині тіла в Сонячній системі, що володіють щільною атмосферою з переважним вмістом азоту. Решта 5% переважно припадають на метан, є також сліди етану, диацетилу, метилацетилену, ціаноацетілена, ацетилену, пропану, вуглекислого газу, Чадного газу, ціаногени, гелію.

На Титані метан повинен виконувати ту ж функцію, що і вода на землі, і проходити круговорот - опади, збір на поверхні, випаровування, конденсація, опади.

У верхніх шарах атмосфери під впливом ультрафіолетового сонячного випромінювання метан і азот розкладаються і утворюють складні вуглеводневі сполуки. Деякі з них за даними мас-спектрометра Кассіні містять не менше 7 атомів вуглецю. А серед сполук азоту ідентифіковані нітрили - свого роду попередники амінокислот.

При спуску зонд Гюйгенс виявив вітер на висотах від 9,6 до 19,2 кілометрів. Швидкість вітру становила 25,6 кілометра в годину.

Інструменти космічного апарату виявили товстий туманний (або хмарний) шар метану на висотах 17,6-19,2 кілометрів, де атмосферний тиск склало приблизно 0,5 атмосфери. Метановий туман був і внизу.

Температура атмосфери (в початковій фазі спуску) склала 70,5 градуса за Кельвіном (мінус 202,6 за Цельсієм), в той час як на поверхні планети «повітря» був трохи тепліше: 93,8 градуса за Кельвіном (мінус 179,3 по Цельсієм).

Особливо вчених зацікавила загадка метанова хмар, яких над Титаном виявилося набагато менше, ніж передбачали теоретичні моделі. Справа в тому, що сонячний ультрафіолет постійно руйнує молекули метану, яким дуже багата атмосфера супутника Сатурна, а один з побічних продуктів такої реакції - саме етан.

Тепер же планетологи з Арізони зробили більш ясним процес кругообігу етану на цій дивовижній планеті і допомогли зрозуміти, куди він зникає.

У районі північного полярного кола Титана, між 51-м і 69-м градусами широти, на висоті 30-60 кілометрів прилади Cassini відзняли великі метанова хмари. Спостереження показують, що поверхневі відкладення етану повинні знаходитися саме в полярних районах, а не розподілятися глобально, як передбачалося раніше. Це може частково пояснити відсутність океанів з етану і метанова хмар в низьких широтах Титану. Можливо, що прямо зараз на північному полюсі планети етан виділяється у вигляді дощу або, якщо температура досить низька, у вигляді снігу. А коли почнеться новий сезон, етан буде випадати на південному полюсі.

За розрахунками вчених, етан повинен накопичуватися на полюсах як полярний лід. Також етан розчиняється в метані, з якого, як відомо, складаються тутешні дощі. Вчені припускають, що під час полярної зими в низинах утворюються метанові озера, які також багаті і етаном. Можливо, це ті самі озера, що недавно відкрив Cassini.

Якби етан проводився в атмосфері Титана нинішніми темпами протягом усього часу існування планети, на полюсах утворилися б шапки метанова льоду товщиною в два кілометри. Поки у вчених взагалі немає прямих доказів існування полярних шапок на цій планеті.

Проте, на південному полюсі, наприклад, прилади зафіксували щось на кшталт річок, можливо, беруть початок в тутешньому подобі льодовиків. Так чи інакше, в найближчі місяці американський апарат виконає ряд прольотів над полюсами цієї дивовижної планети, і інформації для аналізу додасться.

поверхня

Поверхня Титана відносно рівна; альтиметр показала перепади висот не більше 100 м на протязі кількох сотень кілометрів. У той же час локальні перепади висот, як показують дані радара і стереоснимку, отримані Гюйгенсом, можуть бути досить значними; круті схили на Титані не рідкість. Це є результатом інтенсивної ерозії за участю вітру і рідини. Є кілька об'єктів, схожих на ударні кратери, заповнені імовірно вуглеводнями.

Так само були знайдені темні і світлі області на поверхні. Одна з таких світлих областей має форму схожу на Австралію. Вчені припускають, що це континент, названий Ксанаду (Xanadu). На західному краю знятої області темні дюни поступаються складного ландшафту, порізаному розгалуженим річковими мережами, пагорбами і долинами. Ці вузькі річкові мережі течуть до більш темним областям, які можуть бути озерами. Також тут було знайдено кратер, сформований або ударом астероїда, або водним вулканізмом.

Звивисті канали східній частині Ксанаду закінчуються на темній рівнині, де дюни (зустрічаються в достатку в інших місцях), як здається, відсутні.

Нарешті, все це пишність різноманітних ландшафтів вінчають гори розміром з Аппалачі, які перетинають розглянутий район супутника газового гіганта.

Є і темні області схожих розмірів, оперізують супутник по екватору, які спочатку ідентифікувалися як метанові моря. Радарні дослідження, однак, показали, що темні екваторіальні регіони повсюдно покриті довгими паралельними рядами дюн, витягнутих в напрямку переважаючих вітрів (із заходу на схід) - т.зв. «Котячі подряпини». Лише в деяких місцях зафіксовані ділянки рівною (можливо рідкої) поверхні, по площі відповідні швидше озерам, ніж морях. Темний колір низовин пояснюється скупченням частинок вуглеводневої «пилу», яка випадає з верхніх шарів атмосфери і незмивною метановими зливами з височин.

У червні 2005 «Кассіні» виявив набагато більш темне освіту з дуже чіткими кордонами, яке знаходиться в регіоні з дуже потужними (можливо «зливовими») хмарами і яке може бути ідентифіковано як дійсно рідке озеро. За розміром і формою воно схоже з озером Онтаріо, тому і було названо Lacus Ontario. Поки не ясно - рідина там, або темне висохле дно, покрите осадовим шаром. За деякими ознаками, активна «робота» вуглеводневих рідин на поверхні Титана (дощі або б'ють з-під поверхні ключі, струмки і ріки) носить сезонний характер. Подальше вивчення озера слід розкривати його загадку.

Уже в липні 2006 року «Кассіні» виявив дюжину озер розміром до 110 кілометрів. Деякі з них об'єднані між собою каналами, тоді як інші, окремі, поповнюються річками. Кілька з них виявилися сухими (як і вважали вчені раніше), але деякі - наповнені рідиною, мабуть, сумішшю метану і етану.

Деякі озера, ймовірно, не завжди залишаються сухими, а періодично наповнюються під час вуглеводневих дощів. Однак нові дані поки так і не змогли впевнено відповісти на питання - яке джерело цих речовин.

Три погляди на Титан супутник Сатурна космічного апарату Кассіні. Зліва: в натуральних кольорах, створено із зображень, зроблених за допомогою трьох фільтрів, чутливих до червоного, зеленого і фіолетового світла. Приблизно так Титан буде виглядати для людського ока. Центр: знімок в ближньому інфрачервоному спектрі, що показує поверхню. Справа: композиція з помилковим кольором з одного видимого зображення і двох інфрачервоних. Зелені області проявляються там, де Кассіні міг бачити поверхню; червоний колір є області, розташовані в стратосфері Титана. Отримано 16 квітня 2005 на відстанях Від 168 200 до 173 000 км. Джерело: NASA / JPL.

Фото Титана від Вояджера 2, зроблене 23 серпня 1981 року з відстані 2,3 мільйона кілометрів. Південна півкуля здається світліше, на екваторі видно чітко смуга, а на північному полюсі - темний комір. Всі ці смуги пов'язані з циркуляцією хмар в атмосфері Титана. Джерело: NASA / JPL.

Порівняння розмірів Землі і Титана

.

Це друга за величиною місяць в Сонячній системі після. Титан більше, ніж планета Меркурій за розмірами, але наполовину менше за масою. Це єдина місяць в Сонячній системі, яка має щільну атмосферу. Вона в 10 разів могутніше Земний, з поверхневим тиском на 60% більше. До прибуття на орбіту навколо Сатурна космічного корабля Кассіні в 2004 році мало що було відомо про поверхні Титана через наявність помаранчевої димки в його атмосфері.

Відкриття Титана і присвоєння імені

Титан був виявлений голландським вченим Крістіаном Гюйгенсом 25 березня 1655 року і був першою місяцем, знайденої за допомогою телескопа після чотирьох галілеєвих супутників. Гюйгенс називав його просто місяцем Сатурна. Однак, відповідно до звичаю того часу, він не оголосив про своє відкриття. Замість цього він замаскував новина у вигляді анаграми. При цьому використовуючи вірш поета Овідія «Admovere Oculis Distantia Sidera Nostris». Він витравив їх навколо краю об'єктива телескопа, який використовував Гюйгенс. Декодована і перекладена, анаграма говорить: «Місяць обертається навколо Сатурна кожні 16 днів і 4 години». Це значення дуже близько до сучасної оцінці орбітального періоду Титана.

Вчений Джон Гершель запропонував дати місяці ім'я «Титан» у своїй публікації 1847 року «Результати астрономічних спостережень, зроблених на мисі Доброї Надії». У грецькій міфології титани були братами і сестрами Кроноса, грецьким еквівалентом римського бога Сатурна. У тій же публікації Гершель назвав шість інших супутників Сатурна.

атмосфера Титана

Про можливість існування атмосфери навколо Титана вперше заговорили в 1903 році. Тоді іспанська астроном Хосе Комас Сола зауважив, що диск Титану здається більш яскравим в своєму центрі, ніж у його країв. Існування атмосфери було підтверджено в 1944 році Джерардом Койпером в Чиказькому університеті. Він визначив присутність метану в спектрі Титана.

Подальші спостереження, зроблені зокрема, за допомогою зондів Вояджер, які пролітали в тих краях в 1980 і 1981 роках, а в подальшому і зонда Кассіні-Гюйгенс, показали, що атмосфера Титана складається на 98,4% з азоту і на 1,6 % з метану, з невеликою кількістю інших газів, включаючи різні вуглеводні (такі як етан, диацетилу, метилацетилен, ціаноацетілен, ацетилен і пропан), аргон, вуглекислий газ, монооксид вуглецю, ціаногени, ціанід водень і гелій. Крім, Титан єдиний в Сонячній системі має щільну атмосферу, багатою азотом.

Вважається, що вуглеводні утворюються у верхній атмосфері Титана через реакцій, пов'язаних з розпадом метану під впливом ультрафіолетового світла і космічних променів. Ця органічна фотохимия створює помаранчеву серпанок, найбільш щільну на висоті близько 300 кілометрів (200 миль), яка закриває від спостереження поверхню на видимих \u200b\u200bдовжинах хвиль, а також відображає значну кількість інфрачервоного випромінювання в космос, що призводить до «анти-парниковому ефекту».

холодний світ

Титан - одне з двох відомих космічних тіл (інше - Плутон), температура поверхні якого нижче (приблизно на 10K), ніж була б за відсутності атмосфери. Атмосфера Титана має багато різноманітних органічних матеріалів. Це є однією з причин, за якими Титаном цікавляться астробіологи.

Людина, що знаходиться на поверхні Титана протягом дня, відчув би тільки одну тисячну яскравість денного світла, наявного на поверхні Землі. Це порівняння враховує не тільки товщину атмосфери, а й більшу відстань Титана від Сонця. Проте рівень світла на поверхні Титана в 350 разів вище, ніж яскравість світла на Землі під повною Місяцем.

Кількість метану в атмосфері Титана має постійно виснажуватися. Тому на поверхні повинен бути певний механізм, який його поповнює. Одне з пояснень полягає в тому, що Титан має діючі вулкани, які виділяють метан.

поверхня Титана

До прибуття зонда Кассіні-Гюйгенса в червні 2004 року інфрачервоні спостереження космічного телескопа Хаббл надали карту яскравих і темних областей на Титані, але характер цих особливостей залишався невизначеним. Передбачалося, що океани або озера рідкого етану можуть покривати більшу частину поверхні супутника, і що рідкий метан може випадати тут у вигляді дощу. Відповідно до іншої моделі, яскраві райони, які були помічені Хабблом, можуть бути водними льодами. Вони лежать в низинах і затемнені твердими і рідкими органічними молекулами.

Більш детальна і точна картина Титана почала з'являтися завдяки зображенням і іншими даними, відправленими АМС Кассіні-Гюйгенс. Під час свого першого обльоту Титана Кассіні показав метанові хмари і гігантський ударний кратер. Найбільш помітною особливістю була яскрава область у вигляді купчастих хмар біля південного полюса. Вона має розмір близько 450 кілометрів у поперечнику і близько 15 кілометрів у висоту. Вимірювання, отримані від космічного апарату дали можливість припустити, що хмари, ймовірно, складаються з вуглеводнів і можуть бути пов'язані з поверхневими особливостями. Кассіні показав, що деякі зміни в яскравості поверхні були круговими, а інші - лінійними. На південному полюсі також було виявлено кілька концентричних об'єктів.

Місія Кассіні-Гюйгенс

Мозаїка з дев'яти картин, зроблених коли Кассіні пролітав мимо Титана 26 жовтня 2004 року, дала астрономам один з найбільш докладних видів повного диска супутників. Особливості поверхні Титана найбільш яскраві в центрі диска, де зонд мав під собою найменшу атмосферу. Не було виявлено видимих \u200b\u200bкратерів, з чого випливає, що супутник, ймовірно, має молоду поверхню, яка постійно оновлюється. Астрономи досі не впевнені, чи спричинені візерунки на поверхні Титана виверженнями вулканів. Або вони походять від зсуву скель вітром, пилом або навіть річками рідких вуглеводнів.

14 січня 2005 зонд Гюйгенс успішно спустився на парашуті і опустився на поверхню Титана, передавши чудові знімки як під час спуску, так і з поверхні.

Якщо ви знайшли помилку, будь ласка, виділіть фрагмент тексту і натисніть Ctrl + Enter.

Перегляди: 2 237

Сьогодні, в п'ятницю (15 вересня) місія NASA Cassini прийде до драматичного кінця, згорівши, як метеор, високо в атмосфері Сатурна і завершить «Гранд-фінал» космічного корабля.

«Кассіні був в довгострокових відносинах з Титаном майже кожен місяць більш десятиліття», - сказав у своїй заяві керівник проекту Cassini Ерл куазь в Лабораторії реактивного руху НАСА в Пасадені, штат Каліфорнія.

Починаючи з прибуття в с систему Сатурна 13 років тому, Кассіні вивчав атмосферу Титана використовуючи гравітацію місяця протяжністю 3200 миль (5 Пробіг: 150 кілометрів) для тонкої настройки своїх орбіт. Але ця близькість досягла свого піку 14 січня 2005 року, коли роботизований посадковий апарат Європейського космічного агентства Гюйгенс спустився через атмосферну серпанок Титана і приземлився, щоб стати першим (і поки єдиним) апаратному приземлився на поверхню місяця у зовнішній Сонячній системі.

Кассіні - носій; Гюйгенс посадковий апарат

15 жовтня 1997 року місія Кассіні-Гюйгенса вартістю 3,2 млрд. Дол. Була запущена з мису Канаверал, штат Флорида, в якості спільного проекту між НАСА, ЄКА та Італійського космічного агентства. Місія розпочалася з двох з'єднаних космічних апаратів - орбітального апарату і посадкового пристрою, але 24 грудня 2004 року Гюйгенс відокремився від Кассіні, залишивши його на орбіті Сатурна.

У Гюйгенса була своя місія: приземлитися на Титані і розкрити його таємницю показавши тверду поверхню під його серпанком.

«Спуск і посадка Гюйгенса стали великим проривом в нашому дослідженні Титана, а також про першу м'якою посадкою на місяці зовнішньої планети», - сказав в заяві на початку цього року вчений з проекту Cassini Лінда Спілкер з NASA JPL. «Це повністю змінило наше розуміння цього океанічного світу, покритого туманом».

Титан - найдивніша місяць

Ніяка інша місяць в Сонячній системі не володіє товстої атмосферою, і вчені-астрономи глибоко зачаровані цим таємничим світом. Через три тижні після того, як Гюйгенс покинув Кассіні і відправився на Титан, космічний корабель завдовжки 9 футів (2,7 метра), парашютіровал через непрозору, багату азотом атмосферу Титана, обертаючись і хитаючись знімав зображення і збирав дані про жовту серпанку Титана майже 2 5 години, розкриваючи складні деталі шарів атмосфери, вітрів, її складу і таємничих хімічних процесів.

Гюйгенс спускався в невідомість. У той час вчені не були впевнені, що поверхня Титану була покрита рідким метаном і етаном, тому Гюйгенс був обладнаний для плавання, якщо він не знайшов твердий грунт. Але в міру того, як посадковий апарат плив глибше в моторошні глибини, в кінці кінців проходячи під серпанком, він захоплював сотні повітряних зображень інопланетного світу який був напрочуд різноманітний - і разюче схожий на земний пейзаж, заповнений горами, сухими заплавами і тим, що виявилися річковими дельтами. Вчені потім зрозуміли, що, хоча Гюйгенс приземлився на щось тверде, поруч протікав рідкий метан: камери Гюйгенса могли бачити заплутані канали, вирізані на поверхні. Коли Гюйгенс торкнувся поверхні, він зробив це з м'яким ударом і коротким ковзанням по замороженої поверхні.

Пізніший аналіз телеметрії посадкового пристрою показав, що Гюйгенс опустився на 4,7 дюйма (12 сантиметрів) на поверхню при першому контакті, відскочив і ковзнув, перш ніж зупинитися. Розмірковуючи про посадку в 2012 році, Еріх Каркошка з Місячної і планетарної лабораторії Університету Арізони порівняв дивну поверхню з снігом із замерзлою земною корою. «Якщо ви будете ходити обережно, ви можете ходити як на твердій поверхні, але якщо ви занадто сильно стукайте по снігу, ви дуже глибоко вгрузають», - сказав він. Гюйгенс приземлився на сухий заплаві, засміченому ерозійними, крижаними породами, покритими курних речовиною, які, ймовірно, було сформовано в атмосфері Титана і осідали на поверхні. Протягом 72 хвилин посадковий апарат повернув цінні дані з поверхні і атмосфери Місяця. Коли батареї Гюйгенса розрядилися, він припинив передачу, але це було тільки початком досліджень Кассіні «Титана». Ще протягом 12 років Кассіні здійснив 127 польотів, отримавши нові спостереження на кожній орбіті навколо Сатурна і прорізавши серпанок за допомогою свого радара.

Метановий цикл Титана

Порівнюючи спостереження Кассіні і Гюйгенса, дослідники невдовзі виявили, що рідкий метан дійсно тече на поверхні Титана, і є великі озера рідкого метану і етану. Ці озера є кінцевим продуктом «гідрологічного» циклу: на Землі вода випаровується з океанів, конденсується в атмосфері і падає як дощ над землею для створення річок. На Титані метан займає місце води.

Оскільки Титан отримує тільки 1 відсоток сонячного світла, одержуваного Землею, він надзвичайно холодний. Середня температура поверхні Титана складає мінус 290 градусів за Фаренгейтом (мінус 179 градусів Цельсія), тому вода не може існувати як рідина; він зустрічається тільки у вигляді кам'яного льоду. Але метан, який зустрічається природним чином тільки як газ на Землі, є домінуючою рідиною на Титані, створюючи озера, конденсируя як метанольні хмари з аерозолем, і падає як метановий дощ на багатому вуглеводнями ландшафті.

Незважаючи на екстремальні температури, астробіологи розглядають Титан як аналог молодої Землі приблизно з часу, коли органічна хімія привела до появи мільярдів життів мільярдів років тому, і деякі гіпотези припускають, що на Титані можливі екзотичні форми життя. Але можливості населеності Титана набагато глибше: вчені дізналися, що Титан, ймовірно, приховує великий підземний солоний океан нижче його багатою вуглеводневої поверхні. Це означає, що Титан приєднується до зростаючого клубу океанських супутників у зовнішній сонячній системі, включаючи його супутника-супутника Сатурна - Енцелад і далекого двоюрідного брата Юпітера - Європи.

«Близьке дослідження Титана Кассіні зараз позаду», - сказав Спілкер в заяві після остаточного наближення космічного корабля на Місяць в квітні, «але багатий обсяг даних, зібраних космічними апаратами, стимулюватиме наукове дослідження на десятиліття вперед ".

Тепер Кассіні знаходиться на незворотному шляху, щоб увійти в атмосферу Сатурна в 7:53 ранку за східним часом (1153 GMT) в п'ятницю і завершити свою неймовірну місію, згораючи і захищаючи Енцелада і Титан від можливого забруднення.